東非大裂谷是正在形成的板塊邊界嗎？

11-29

東非大裂谷北部好像就是非洲板塊和印度洋板塊的交界。是不是就是北部發展得快，南邊裂開得慢？它和板塊邊界是什麼關係？

有人邀請，謝謝。我對大地構造也感興趣，今天終於休息回答個問題。

有人已經有很好的答案，我僅補充目前沒說到的、值得討論的。

1.紅海-亞丁灣目前確實是新開裂的大洋，東非大裂谷的形態已經逐漸發展為坳拉槽，而它位於非洲板塊內部，並不是題主想的非洲板塊與印澳板塊的交界（圖1）。紅海-亞丁灣是非洲板塊與阿拉伯板塊的離散邊界，也與印澳板塊關係不大。

圖1 Wolfgang, 2011

2.題主存在的誤區可能是：裂谷最終→大洋，而實際上多數我們看到地球上存在的裂谷都是離散邊界初期三聯支中廢棄的那一支。上面看到有評論提到查德盆地等，其實都是非洲早期的裂谷，如南非裂谷（圖2）、中西非裂谷（圖3）。

圖2 Catuneanu, 2005

圖3 Bosworth, 1994

3.在討論裂谷與大洋時，需要明確一個問題：洋殼與陸殼的差別。我們說的裂谷是在陸殼上的，只是早期的板塊邊界，而一旦大洋開裂，離散邊界位於洋中脊，而與大陸邊緣無關。如約180Ma時Pangea大陸解體，非洲大陸南部與南極大陸之間多個地幔柱導致裂解，形成三聯支，其中兩支成為早期印度洋，廢棄的一支形成南非Karoo裂谷（圖4a，圖5，名稱如圖2）。130-80Ma期間，非洲大陸與南美大陸之間裂解，洋殼物質上涌，形成早期大西洋，廢棄的一支形成西非Benue裂谷（圖4b，圖6，位置如圖3），之後，由於泛非事件的殘留影響，非洲大陸存在的很多薄弱活動帶，在大西洋開裂過程中，洋中脊形成大量轉換斷層，差異的擴張速度作用於西非大陸邊緣，沿Benue裂谷進一步發展，形成中西非裂谷（圖3）。30Ma至今，非洲大陸與阿拉伯板塊分離，三聯支中有兩支是紅海與亞丁灣，正在廢棄的一支就是東非裂谷（圖4c）。每次陸殼裂解都伴隨形成大火成岩省（圖5，圖6），其規模也能反映大陸裂解的劇烈程度。

圖4 Binks, 1992

圖5 Ernst, 2002

圖6 Ernst, 2002

4.東非大裂谷的提及率很高，主要是因為它新生代很活躍，仍處於地幔上涌作用中，伴隨了大量岩漿活動（圖7），研究價值很高。雖然已經形成坳拉槽的形態，但東非裂谷的新生代活動性與地幔的能量來源密不可分。一般認為陸內多地幔柱上涌形成離散邊界，而非洲陸內的深部特徵可能更複雜。大量的地幔層析成像結果傾向認為，目前非洲大陸下面是全球兩個超級地幔柱之一（圖8），地殼熱點很多（圖9）。針對非洲與阿拉伯板塊邊界的深部研究認為，南非下地幔存在大範圍的低速異常區（圖10），核幔邊界物質交換活動很強，導致相鄰的東非上地幔存在多處低速異常，即岩漿上涌。這種持續的能量來源，可能是東非裂谷新生代持續活躍的原因之一。假如超級地幔柱可以證實，那相比於典型的三聯支離散方式，東非的板塊構造演化過程可能會更複雜。

圖7 Wolfgang, 2011

圖8 Zhao, 2013

圖9 Zhao, 2013

圖10 Hansan, 2011

我是做地表過程的，對板塊構造的認識並不專業，僅是因為感興趣了解的，僅供參考。
謬誤之處，還望指正。

++++++++++++
之前忘記加上參考資料了，如下：

[1] Zhao D, Yamamoto Y, Yanada T. Global mantle heterogeneity and its influence on teleseismic regional tomography[J]. Gondwana Research, 2013,23(2):595-616.

[2] Hansen S E, Nyblade A A, Benoit M H. Mantle structure beneath Africa and Arabia from adaptively parameterized P-wave tomography: Implications for the origin of Cenozoic Afro-Arabian tectonism[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2012,319–320(0):23-34.

[3] Frisch W, Meschede M, Blakey R C. Plate Tectonics: Continental Drift and Mountain Building[M]. Springer, 2010.

[4] Ernst R E, Buchan K L. Maximum size and distribution in time and space of mantle plumes: evidence from large igneous provinces[J]. Journal of Geodynamics, 2002,34(2):309-342.

[5] Binks R M, Fairhead J D. A plate tectonic setting for Mesozoic rifts of West and Central Africa[J]. Tectonophysics, 1992,213(1–2):141-151.

[6] Bosworth W. A model for the three-dimensional evolution of continental rift basins, north-east Africa[J]. Geologische Rundschau, 1994,83(4):671-688.

[7] Catuneanu O, Wopfner H, Eriksson P G, et al. The Karoo basins of south-central Africa[J]. Journal of African Earth Sciences, 2005,43(1–3):211-253.

Scotese Animation- Future Plate Motions Pangea Proxima
謝邀~我的答案是，不會，因為不是所有的嬰兒都能長大成年。
具體過程請看上面的未來板塊移動模擬圖動畫。這個動畫是基於現今世界個板塊的GPS速度觀測數據而做的。而現今各板塊運動速度如下圖所示：

圖片來源：Prawirodirdjo and Bock, 2004, JGR Solid Earth
此圖使用的是ITRF2000 參考坐標系，至於ITRF2000 具體是什麼其實不重要。因為雖然不同的參考系會顯示不同的速度場，但是速度之間的差別是不會被掩蓋的。此圖中很明顯的地方是，東非裂谷兩側速度差別不大。非洲，歐洲，印度，大洋洲板塊都在向東亞和西太平洋匯聚，它們很可能將拼成一個巨型大陸。

2015.12.21更新
關於評論里很多人提到威爾遜旋迴，甚至把威爾遜旋迴奉為金科玉律的觀點我必須澄清一下。威爾遜旋迴只是一個對於已有現象進行的經驗性總結，也就是一些文獻里經常說的model（模型），並不是所有構造現象都可以用它來預測未來。它適用範圍是 「自由邊界條件」，也就是除洋中脊生長及後期洋殼俯衝外，不考慮其他任何限制條件！把它直接套用在東非大裂谷之上，本身就是在忽視邊界條件的誤用。

所以，貼一下「百度百科」
萌芽階段：在陸殼基礎上因拉張開裂形成大陸裂谷，但尚未形成海洋環境。如現代的東非裂谷。
初始階段：陸殼繼續開裂，開始出現狹窄的海灣，局部已經出現洋殼。如：紅海、亞丁灣.
成熟階段：由於大洋中脊向兩側不斷增生，海洋邊緣又未出現俯衝、消減現象，所以大洋迅速擴張。如大西洋.
衰退階段：大洋中脊雖然繼續擴張增生，但大洋邊緣一側或兩側出現強烈的俯衝、消減作用海洋總面積漸趨減小。如太平洋.
殘餘階段：隨著洋殼海域的縮小，終於導致兩側陸殼地塊相互逼近，其間僅存殘留小型洋殼盆地。如地中海.
消亡階段：海洋消失，大陸相碰，使大陸邊緣原有的沉積物強烈變形隆起成山。如喜馬拉雅山，阿爾卑斯山脈.
上述海洋開閉過程在地質歷史中反覆出現，即構造運動具周期性。
需要說明，地史中古板塊和古洋盆的情況更為複雜，上述威爾遜旋迴6個階段不一定全部依次發展，小型或微型板塊的分裂和拼合過程也有特殊性，在實際應用時需要根據具體情況具體分析。

「百度內容結束」

吐槽：我看到福爾馬林裡面泡著一個人類胚胎標本，然後旁邊有人跟我說，你看它會長成一個強壯的漢子。把我直接嚇尿了。。。。

------原答案分割線------

回到大裂谷和紅海。紅海在張裂成板塊邊界之後僅有很窄的洋中脊，同時幾乎沒有形成洋殼。只有在亞丁灣有一段洋中脊，形成了洋殼。（見下圖）也就是說紅海和東非大裂谷現在還沒有發育成可以自行張裂的洋中脊系統，仍需要地幔深部熱點的催化才能繼續裂開。但是，正如 @雲舞空城所說，在Erta Ale附近的深部熱點現在活動已經式微，並不能強有力的使紅海和大裂谷發育成真正類似於大西洋一樣的擴張大洋。目前紅海已成為板塊邊界，但東非大裂谷不會繼續發育成板塊邊界。當然，如果稱之為地塊（Block）邊界還是可以的。目前為止，搜集到的證據，是符合以上的觀點的。

圖片來源：http://astro.hopkinsschools.org/course_documents/earth_moon/earth/tectonics/ocean_crust/ocean_crust_age_big.jpg
經查閱更多資料發現，題主給出的圖中顯示的張裂速度其實是被誇大的。文獻中紅海的GPS速度場並沒有那麼大的速度差，具體如下圖：

圖片來源：Reilinger et al, 2006, JGR Solid Earth

圖片來源：McClusky et al, 2010, Geophysical Research Letters
以歐亞大陸為固定參考系，沙烏地阿拉伯地塊向北以15-20mm每年的速度移動，非洲板塊以5mm每年的速度向北移動，索馬利亞地塊以7mm每年的速度向東北方移動。紅海擴張的速度約為10mm每年。這也就是說，紅海雖然在緩慢擴張，但當非洲以逆時針旋轉，並向北移動時，沒有任何多餘的空間可供紅海擴張成大洋。這正是最前面貼的Scotese的預測示意圖的依據所在。同樣的，在歐亞非澳四板塊匯聚的大前提下，東非大裂谷也沒有擴張成大洋的空間。

圖片來源：McClusky et al, 2010, Geophysical Research Letters
上圖所示為紅海亞丁灣的細節，箭頭所穿過的楔形塊體叫做Danakil Block，它正漸漸遠離非洲板塊，其一方面在左側形成伸展盆地，另一方面向右側移動，擠壓紅海的空間。

有關東非大裂谷的現今GPS速度數據，我搜集到的如下：

圖片來源：Chorowicz, 2005, Phanerozoic Evolution of Africa
這是東非大裂谷的全貌，分為東支eastern branch和西支western branch。

2張圖片來源：Calais et al, 2006, Special Publication-Geological Society of London
參照系不同的話，得到的GPS速度場是不同的，旋轉和速度的絕對值是會因基準坐標系變化而變化的。以上兩圖都是以非洲大陸為參照，大裂谷東側的各個地塊向東的移動速度都小於5mm每年。如果以這麼慢得速度發展下去，裂谷還沒有變成板塊邊界時，歐亞非大陸就已經開始拼合，來自東面的印度洋板塊將會擠壓大裂谷。大裂谷發育成板塊邊界幾乎是不可能的。

Olivine在果殼網上的觀點與我基本一致，有興趣的話推薦一看東非大裂谷會變成大洋嗎？

最後，以上文獻資料不一定全面，歡迎有乾貨的知友參與討論或者來打臉。

我也不是搞構造的，來提供另一種觀點：
東非裂谷是「紅海-亞丁灣-東非裂谷」這個三岔裂谷帶上發育較晚的那一隻。
是否會逐漸停止發育成為坳拉槽呢？aulacogene。

所謂三岔裂谷，是在地幔柱的作用下，地殼發育的三隻夾角近120度的裂谷。根據威爾遜旋迴，這種裂谷進一步將發育為新生洋殼。然而，能夠繼續擴張的只是其中兩隻，還有一隻會停止發育。
這也是為什麼板塊的分離都是兩兩分離，而不是以120度夾角互相分離~

引用幾個 @Olivine 以前發過的圖。

推薦題主去看BBC的紀錄片《崛起的大陸》。

]

課本上的威爾遜旋迴。。。

本人是從事構造研究的新手，對於東非大裂谷更傾向於威爾遜旋迴的解釋，即未來該處將拉分接受沉積形成洋殼。
至於樓上有人提到的三聯點，印度洋中存在的洋脊三聯點就是最好的反駁。

有可能。

根據我們課本上的圖，它雖然不處於板塊交界處，卻是非洲最大的地震帶。

高中地理告訴我這是板塊移動的結果。

東非大裂谷是三岔裂谷帶的一支，其餘兩隻很可能發育成新的大洋，而那時候東非大裂谷會消亡掉。

萬里無

東非裂谷按威爾遜懸回來定義的話，就是大洋的胚胎期，即陸內裂谷階段，屬於最初階段，隨大地構造運動，會慢慢發展為被動大陸邊緣，即大洋成熟期。現在的大西洋即為此階段。